Steam Punk tema elektrostatisk motor: 13 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Intro Her er en elektrostatisk motor baseret på et Steampunk -tema, der er let at bygge. Rotoren blev konstrueret ved at laminere en strimmel aluminiumsfolie mellem lag af plastemballagebånd og rulle den ind i et rør. Røret blev monteret på en aksel ved hjælp af pap -endehætter med flade skiver i midten som lejer. Stationære elektroder eller statorer blev fremstillet af en sømring, der blev suspenderet koaksialt i forhold til rotoren og aktiveret med negativ, højspændings DC. En ramme lavet af sugerør, tape og plastikdæksler af dåser fastholdt statorerne i korrekt justering omkring rotoren.

Projektet giver mulighed for at lære om Coulombs lov, der beskriver elektrostatisk tiltrækning/frastødning mellem ladede punkter. Specielt roterer rotoren, fordi negativt ladede overfladearealer af rotoren frastødes, efter at de har kontaktet de elektrisk varme statorer. Hvert ladet område deponerer derefter overskydende elektroner til den tilstødende, jordede stator på ringen, når rotoren drejer. Opladningsudladningscyklussen gentages, efterhånden som hvert neutraliseret område af rotoren nærmer sig den næste aktiverede stator. Jeg brugte genanvendelige genanvendelige materialer og noget grundlæggende hardware til dette projekt for at reducere byggeomkostningerne til et minimum.

Advarsel ! Dette projekt kræver højspændings jævnstrøm (HVDC), så vælg en strømkilde, der passer til dit erfaringsniveau.

Trin 1: Dele og værktøjer

Jeg har inkluderet en liste over dele til projektet; men improvisere og erstatte, når det er nødvendigt. Husk at huske på følgende punkter:

• Rotoren skal være let i vægt.
• Rotoren skal være afbalanceret.
• Statorer skal være godt isoleret fra hinanden for at forhindre indre lysbuer.

Rotor forsamlingsaksel (1) - 15 cm x 0,3 cm dia kleshænger. Aksellejer (2) - Rustfrit stål flade skiver m/0,3 cm ID -hul. Akselærmer (2) - 3 cm x 0,4 cm dia sugerør (inkluderet m/små pakker sodavand). Endekapper (2)-ca. 4,0 cm dia-diske (brug papendæksel fra 3-ringbind). Foringsstrimmel (1) - 2,5 cm x 15 cm strimmel af AL -folie. Statorer (6) - 5 cm lange søm. Statorhusmonteringsfælge (2) - Plastiklåg fra blandede møtrikbeholdere. Fælgeunderstøtter (12) - Drikke sugerør i standardstørrelse (1/4 tommer dia). Suspension Bands (2) - Gummibånd. Rotorramme Plastic Horseshoe (1) - Jeg fandt denne hot pink hestesko i kasseret kasse på den lokale skolegård efter fællesskabets kirkemesse; eller, du kan klippe og derefter lime kartonplader sammen for at lave rammen. Projekt Base Skrot Akryl eller Papirark (1) - Skær til passende størrelse. Afstandsstykke - plastflaskehætte Strømkilde (1) - Typiske HVDC -kilder i det lave mikroamp -område, såsom rumluftionisatorer, Van de Graaffs og Whimshursts kan være for svage til at drive denne motor. Overvej en transformer med stort potentiale. Simcos CH-30 Chargemaster er en af de "amp-sparkende" bad boys af elektrostatiske generatorer. Nogle gange er disse enheder tilgængelige via elektroniske auktioner med store rabatter fra likvidationsleverandører, der ikke ved, hvad de kan gøre! /Forsendelsestape (5,0 cm bred) Typisk tilslutningshardware (små bolte, låse og flade skiver, møtrikker) Værktøjer Kompas Elektrisk boremaskine Håndværkshuller Hobbyfil Håndlineal Lineal Slibeblok Skarp blyantværktøjssaks

Trin 2: Lav rotor -endehætter

Klip fire cirkler på 4 cm ud af pap. Bor et 4 mm hul gennem centrene. Smæk dem i en elektrisk boremaskine og sand dem til de er runde. Lim 2 skiver sammen, og lim derefter en flad skive over midten af hver skive. Lad tørre. Fjern enhver hård lim med en fil.

Trin 3: Rul tape rundt om endehætter

Sæt akslen gennem lejer, og rul forsigtigt emballagetape rundt om skiverne fra et rør. Skivenes overflader skal være parallelle!

Trin 4: Påfør Foil Lining & Balance Rotor

Skær en 2,5 cm bred strimmel folie, som skal vikles omkring midten af rotoren. Fastgøres på plads m/en dråbe lim. Påfør flere ekstra lag tape til at dække strimlen. Håndspindrotor på aksel. Tilføj stykker tape efter behov for at balancere rotoren.

Trin 5: Forbered husfælge

Opbyg hus ved at skære omkring et 4 cm dia adgangshul i plastlåg til at lave 2 fælge. Stik 12 huller 30 grader fra hinanden langs kanten af hver kant. Skær 8 cm længder af sugerør til at lave 12 støtterør. Juster hullerne i fælgene, og sæt derefter et sugerør i hvert hul. Konstruktionstip: Skær en 0,5 cm på langs i spidsen af hvert halm for at lette indsætning.

Trin 6: Komplet husramme

Arbejd dig rundt om fælgen ved at indsætte sugerør, mens du danner en husramme. Hold en afstand på cirka 5,0 cm mellem fælgene. Skær overskydende halmlængde af, når rammen er færdig.

Trin 7: Dækramme

Rul 2 til 3 lag emballagetape rundt om rammen. Trim overskydende tape rundt om kanterne med saks.

Trin 8: Installer Statorer

Bor 12 huller omkring husets omkreds, der er lige store nok til at acceptere søm. Hvert hul skal gå gennem et sugerør ved midtpunktet, så de kan svinges i en lille vinkel som vist (vinkel kræver yderligere justeringer, før motoren aktiveres). Sæt et gummibånd gennem sugerørene placeret ved positionerne 12 og 6.

Trin 9: Forbered Rotor Support, Fastgør Base & Posts

Enhver støtte, der holder rotoren i en fast position og giver den mulighed for at rotere frit, er OK. Jeg brugte denne legetøjshestesko. Hvis du ikke kan finde en hestesko, skal du bare lave en ved at lægge flere ark karton i lag til passende størrelse. Bor forsigtigt et hul til rotorakslen gennem spidsen af hver hesteskohæl. Bor derefter et hul gennem tåen for at rumme bolt, der fastgør hestesko til projektbasen. Bor et hul gennem en flaskehætte, der fungerer som et afstandsstykke. Saml komponenter. Bor til sidst huller i bunden til trådbindende stolper.

Trin 10: Saml komponenter

Læg elastikker over hesteskohælene for at hænge statorhuset på plads. Sæt akslen gennem et hul i hælen, glideafstandsstykker og rotor på plads som vist. Drej søm efter behov, så de næsten rører ved rotorens overflade.

Trin 11: Tilslut varme og neutrale statorer

Led hver anden stator i serie ved hjælp af isoleret ledning. De resterende statorer forbindes ved hjælp af isoleret ledning af en anden farve. Tilslut et sæt statorer til den varme bindende stolpe; det andet sæt går til jorden.

Trin 12: Ramp op med "hestekræfterne"

En strømforsyning på 0,5 W rykkede ikke engang rotoren. Chargemaster (se Dele og værktøjer) roterede imidlertid rotoren med 10 til 12 omdr./min. Optimal input var ca. 12 kV ved 100 mikroampere, inden intern lysbue mellem varme og jordede statorer bremsede motorhastigheden.

Trin 13: Nærbillede af Spark

Her er et zoombillede, der viser en gnistudladning til rotoren, mens den drejer.

Anden pris i den 3. årlige Make It Stick -konkurrence

Første pris i den praktiske læringskonkurrence